科學(xué)方法從問題中來

廖秋文

思維源自于問題。強烈的問題意識會促進(jìn)人們努力去思考，它是學(xué)習(xí)的直接動力，也是掌握科學(xué)方法的必不可少的思維過程。因此，教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，并通過問題調(diào)動學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，使其掌握科學(xué)方法。

1. 比較法

任何物體總有其區(qū)別于其他事物的本質(zhì)屬性，也有與某類事物相同的特性。因此，在物理學(xué)習(xí)中，各種物理現(xiàn)象和過程都可以通過比較來找出其差異性和共性。比較法就是確定研究對象之間差異點和共同思維過程和方法。它是理論思維的一種重要方法，它能啟發(fā)和開拓人的思維，能給人提供解決問題的線索與途徑。

同中求異和異中求同是比較常用的思維模式。比如，浮力與升力都是由于液體或氣體上下壓力差引起的。然而兩者之間存在哪些差異？通過思考分析浮力是與浸入液體或氣體的密度和浸入體積有關(guān)，而升力是與液體的流速有關(guān)，因而兩者產(chǎn)生的原因不同。又如，壓力和重力是不同性質(zhì)的力，兩者有哪些相同點？它們都屬于力，都具有力的基本要素。因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考，這兩個力的作用點是否相同？力的方向是否一致？力的大小是多少？通過對力的這三個要素去研究壓力和重力的性質(zhì)。這樣，通過尋找物理定義或現(xiàn)象之間的異同點，加深對知識的認(rèn)識，從中掌握科學(xué)的思維方法。

2. 分析法

在學(xué)習(xí)和實際遇到的問題中，我們需要進(jìn)行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態(tài)、物理關(guān)系、物理現(xiàn)象和物理過程，找出其中起重要作用的因素及有關(guān)條件，并把一個復(fù)雜問題分解為若干個簡單的問題。這是我們解決和處理問題的科學(xué)方法。物理教學(xué)中，要讓學(xué)生學(xué)會利用分析方法來提升分析和解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)的有效性。

分析法的思路可以從事物整體深入到其部分或要素，通過對部分或要素服的認(rèn)識最終達(dá)到對事物內(nèi)在本質(zhì)和整體規(guī)律的認(rèn)識。通過對事物各個方面的研究，抓住事物的主要矛盾、找出現(xiàn)象與本質(zhì)、必然性與偶然性的關(guān)系。為此，在學(xué)習(xí)物理時，教師要指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀，認(rèn)真觀察，對物理內(nèi)容縝密分析，獲取更多有效信息。在腦海里提問：物理材料中有哪些關(guān)鍵字？提供了哪些重要信息？怎樣處理這些信息？要關(guān)注那些敘述性語言條件或隱含性條件，比如要從“至多”、“恰好”、“光滑”、“輕質(zhì)”、“家庭電路”、“兩節(jié)新干電池”等語言陳述中捕捉有用的解題信息。學(xué)生在進(jìn)行分析處理信息的同時，培養(yǎng)了科學(xué)的處理方法。

3. 類比法

將兩個或兩類事物進(jìn)行比較，找出它們之間的相同點或相近點，并以此為依據(jù)，把其中對某一類事物的有關(guān)知識和結(jié)論，推移到另一個或另一類事物上，從而推理出它們也有可能有相同或相關(guān)的結(jié)論。難以理解的知識通過類比后變得顯淺和直觀，易于理解；容易混淆的知識通過類比后變得關(guān)系清晰，條理順暢；對于難以記憶的知識通過類比后變得形象和簡單，容易記憶。在應(yīng)用類比法時，通過比較、分析、歸納、推理等思維活動過程和形式，這樣進(jìn)行聯(lián)想而獲得啟示或感悟，繼而把科學(xué)的邏輯性、客觀性結(jié)合起來，形成科學(xué)的方法。

比如，電流和電壓都是看不見、摸不著的，怎樣才能獲得較為感觀的認(rèn)識呢？哪些現(xiàn)象與電流、電壓相類似？通過對水流和水壓作對比，這樣對于電流與電壓變得直觀和熟悉很多，電流和電壓基本知識就容易理解。這樣通過與另一個物體作對比，把邏輯思維與物理知識結(jié)合起來，在學(xué)習(xí)物理知識的過程中，掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科學(xué)方法。

4. 等效法

在一些物理問題中，某個過程的變化和發(fā)展、某個結(jié)果的確定，往往是由多個因素共同決定的。在這個過程中，如果某個因素所起的作用和另一個因素所起的作用相同，兩者產(chǎn)生的效果是相同的，它們便可以互相替代。這種以等效思維方法是通過對物理過程中某些因素進(jìn)行變換，或直接利用相似性引用某些規(guī)律進(jìn)行分析而得到相同效果的一種思維方法。

在應(yīng)用等效法解決問題時，可以引導(dǎo)學(xué)生分析哪些是原事物的本質(zhì)性？替代物有何相似或相近的特性及規(guī)律？怎樣將替代物的規(guī)律遷移到原事物中去？比如，在不計能量損失的情況下，高溫物體甲放出的熱量與低溫物體乙吸收的熱量相等，兩者實際上都是一個過程量的變化，因此，兩者可以互換替代。通過把實際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效、簡單、便于理解的物理問題和物理過程進(jìn)行研究和處理，以利于突出問題關(guān)鍵和重點，抓住問題的本質(zhì)，找出其內(nèi)在規(guī)律，使問題得以有效解決。

學(xué)生在遇到的問題時，只有通過推理，去粗取精，去偽存真，直接抓住問題的實質(zhì)，為解決問題的思路指明方向，才能找到科學(xué)的解決方法。

責(zé)任編輯 羅 峰endprint